“终结”二战的物理学:被二战摧残

1944年，美国陆军在麻省理工学院参加物理讲座。

1945年8月6日和9日，广岛和长崎的蘑菇云升起，两个城市的城市化变成了火焰。这是人类第一次在战争中使用原子弹，也是迄今为止唯一的一次。数十万人因此死亡，其中许多人死于爆炸和火灾的瞬间冲击，一些人后来死于严重的辐射疾病。几天后，日本投降，第二次世界大战终于结束。

第二次世界大战以前所未有的方式动员了科学家和工程师，科学研究和国家之间的关系经历了一次关键的转变。随着战争接近尾声，代号为“曼哈顿计划”的耗资数十亿美元的核武器项目让数千名研究人员接受了它的指挥。美国、加拿大和英国的研究团队在美国和加拿大的30个研究基地合作。与此同时，盟军的雷达研究也达到了同样的规模。

原子弹结束了第二次世界大战，它也与“物理学家的战争”密切相关。这一声明早在1945年8月就发表了，起初与雷达和原子弹毫无关系。事实上，这是一项紧迫而艰巨的教学任务，目的是尽可能多地教授士兵基本的物理知识。

科学家在和平时期和非常时期应该如何为国家服务？这个问题的答案对今天的科学研究和高等教育有着深远的影响。

一个迅速流行的“流行词”

就在1941年11月底，也就是美国卷入第二次世界大战的前几周，哈佛大学时任校长、国防研究委员会主席詹姆斯·科南特(James Conant)在美国化学学会的一份新闻稿中指出，“这不是一场化学家的战争，而是一场物理学家的战争”，他曾参与了之前的化学武器研究项目

“物理学家的战争”立即引起了世界的同情，人们很快开始使用这个术语。1949年，《生活》杂志采访了罗伯特·奥本海默，一位在战争期间负责洛斯阿拉莫斯实验室科学研究的物理学家。洛斯阿拉莫斯实验室是曼哈顿计划的核心节点。当谈到大规模的军事项目，如原子弹和雷达，记者使用了流行的短语“第二次世界大战是一场物理学家的战争”。

在那个时候，柯南特的结构这个短语并不难理解。第一次世界大战因光气和氯气等有毒气体而臭名昭著，被称为“化学家和物理学家的战争”，即原子弹和雷达之间的逻辑对应。

“物理教师已经成为配额分配的商品”

然而，当柯南特提出这个著名的声明时，他的意思完全不同。1941年11月，还不清楚原子弹和雷达能否改变战争进程。联合雷达研究总部，麻省理工学院辐射实验室

实验室)仅在一年前成立。美国陆军审查委员会刚刚拒绝了一个原型雷达系统。美国国防研究委员会的资金几乎全部撤回。曼哈顿项目还不存在，洛斯阿拉莫斯的地盘仍被一所私立男校占据:一年半后，这些泥泞的平房被这个绝密实验室征用。

Conant还必须考虑保密问题。他负责雷达研发以及新生的核武器项目。所有这些信息都是严格保密的。作为一名经验丰富的高级*顾问，他当然不会泄露任何国家的最高机密。

雷达和原子弹项目的性质也影响了柯南特的地位。尽管这两个项目都是由物理学家领导的，但团队中还有许多其他专业人士。战争快结束时，辐射实验室里只有几个(五分之一)物理学家。洛斯阿拉莫斯战时实验室分为冶金、化学、弹道、军械、电气工程和物理组。这些组没有层级。它们形成一个圆，并服从一个“圆心”。来自辐射实验室和洛斯阿拉莫斯的研究人员在战争期间建立了一个全新的跨学科领域。这两个实验室都不能简单地归类为“物理实验室”。

那么，柯南特到底是什么意思？

物理教学的军事化管理

在20世纪40年代大多数科学家和政策制定者眼中，“物理学家战争”指的是一场大规模的教育行动。

1942年1月，美国物理学会(AIP)主席亨利·巴顿(Henry Barton)引用了柯南特的话，并开始发表题为“物理学家的战争”的简报。巴顿认为“为国家工作的物理学家的情况正在迅速变化”，教员和实验室领导必须跟上不断发展的政策和研究重点。月报主要关注两个方面:如何确保物理专业的学生和教职员工延迟他们的服务，以及学术部门如何满足对物理教学需求的突然增长。

当时，现代战争似乎要求士兵掌握光学、声学、无线电和电路的基本知识。第二次世界大战前，美国陆军和海军在他们自己的部队和机构中训练了一些技术专家。突然卷入战争迫使他们采取新的策略。在战争初期，担任陆军和海军顾问的大学物理学家建议，美国高中物理课程的数量必须增加250%。他们计划让全国一半的高中男生每天至少上一节物理课，涵盖电力、电路和无线电。

海军和陆军也需要大量的军事人员进入正统的大学并接受基础物理教育。课程时间表由军事机构和阿富汗独立党共同讨论和制定。例如，陆军希望该课程将侧重于长度、角度、空气温度、大气压力、相对湿度、电流和电压的测量。几何光学课程可以侧重于战场应用；声学不使用音乐作为例子，留下时间用于声学测距和声源检测。

基础物理教育的紧迫性促使一个专门委员会建议高校院系在战时停止教授原子和核物理课程，以便将更多的教育资源集中在真正的“核心”课程上。

从1942年12月到1945年8月，美国高校有25万名学生完成了有资格证书的基础物理课程。为了给超编的班级分配教师，大学必须采用军事化的规划和后勤策略。巴顿的简报警告说，任何囤积物理教师宝贵资源，甚至从其他学校挖走这些资源的大学都将受到“严厉批评”。为了规定教学机构中物理教师的“好与坏的比例”，巴顿还专门写了一个复杂的公式。物理教师已经成为非常稀缺的资源，就像橡胶、石油和糖一样，他们已经成为固定分配的商品。

很快，征兵政策也相应改变了。1942年12月，国家物理学家委员会

物理学)成立了。这是美国*首次在学术领域设立这样一个机构，为当地征兵机构提供“与教学相关”的延期兵役建议。报纸、杂志和国会辩论反复使用“物理学家战争”，这一频率在1943年达到顶峰，而曼哈顿计划的报道不会在很长时间内出现——无论是在机密文件中还是在公开报纸上。

《史密斯报告》

每十年——通常是在广岛和长崎核爆炸周年纪念日前后——“物理学家的战争”将再次成为一个流行词。1986年，理查德·罗兹的普利策奖获奖书《原子弹的制造》出版时，这种流行达到了顶峰。这时，柯南特发明的短语不再指课堂教学，而是与绝密军事项目有关。

这一变化几乎与原子弹爆炸同时发生。负责曼哈顿计划的莱斯利·格罗夫斯将军预见到，美国*必须准备与这一高度机密的核武器计划有关的材料，这些材料将被广泛传播——一旦原子弹被使用，它们将被立即公开。曼哈顿计划开始后不久，他建议普林斯顿大学的核物理学家亨利·德沃夫·史密斯访问曼哈顿计划的每个实验室，准备一份适合大众传播的技术报告。

1945年8月11日，长崎遭受原子弹袭击的第三天，美国*披露了史密斯长达200页的报告。报告的标题特别长:“1940-1945年将原子能用于军事目的的方法概述”

在美国*的支持下，1940-1945).《史密斯报告》很快被抢购一空。美国*印刷局的第一版很快就脱销了。普林斯顿大学出版社不得不在1945年末发行新版。书名被改成了更容易理解的“军用原子能”，一年售出10多万册。

“保密性”是史密斯报告中的首要考虑。这份报告只披露了科学家和工程师广为人知的信息，或者“与原子弹的生产没有真正的联系”然而，由化学、冶金、工程和工业制造结合在一起的信息很少能满足这个标准。大多数信息，即核武器实际设计和生产的关键信息，仍然是严格保密的。

1944年，预备役军官训练团的学员在麻省理工学院接受了便携式无线电训练(照片来源:麻省理工学院博物馆)

因此，《史密斯报告》将物理学，尤其是高级理论物理学概念置于最重要的位置。具有讽刺意味的是，《史密斯报告》让许多人认为是物理学家制造了原子弹(从而赢得了战争)。此后，一些报告——如1946年美国参议院原子能特别委员会发表的《原子能基本信息》——借用了大量的《史密斯报告》，将原子弹描述为理论物理研究的一系列最新成果。报告末尾的时间表可以追溯到公元400年，是由古希腊原子学家安排的。该报告几乎没有提到1939年在柏林发现核裂变的化学实验室，这给杜邦公司在美国的化学工程师留下了更少的空间:正是他们在第二次世界大战中成功地扩大了生产钚的核反应堆的规模。

阴影挥之不去。

从“教学”到“炸弹”，物理学家战争内涵的变化具有非常严肃的意义。20世纪50年代战后，美国参*约瑟夫·约瑟夫·麦卡锡制造了一场针对*的“红色恐怖”。物理学家遭受了比其他学术团体更严重的冲击。白宫的非美国活动委员会举行了27场针对所谓物理学家的听证会，数量是其他学科的两倍。他们认为，如果原子弹是由物理学家制造的，那么物理学家一定已经掌握了制造原子弹的特殊秘密，所以这个群体的忠诚必须受到严格的考验。

与此同时，在冷战的背景下，“物理学家战争”的两种含义之间的界限变得模糊了。越来越多的大学效仿科南特和其他大学的战时做法，开始与军事和国防部门合作。物理学家的研究预算和物理系注册学生的数量迅速增加，每几年翻一番，比任何其他学科都快。

在战后的四分之一世纪里，美国、英国和苏联培养的物理学家比其他时代的总和还要多。然而，在20世纪50年代和60年代，培养物理人才的目标发生了变化。美国官员不再需要士兵学习战场上使用的基本物理知识。相反，他们需要建立一支物理学家的“常备军”。一旦冷战升温，他们可以立即投资核武器研发。

1975年，美国深陷越南战争。许多批评家对物理学和战争之间的密切关系表示不满。大学校园里的*者要求国防部停止干涉高等教育。在美国各地的大学里，物理实验室经常遭遇静坐示威，甚至火药桶袭击。

*者可以被催泪瓦斯驱散，但一些事实已经变得很清楚。“物理学家战争”极大地改变了国防和高等教育之间的关系。

作者大卫·凯泽翻译张文韬校订吴兰